[发明专利]压电式振动装置

说明书

技术领域

本发明涉及声波测井技术领域，尤其涉及一种压电式振动装置。

背景技术

自20世纪60年代以来，各式各样的偶极子声源装置被广泛的提出和应用。常规的声波测井偶极子声源，如贝克-阿特拉斯公司和哈里伯顿公司所采用的压电三叠片声源装置，该压电三叠片声源装置包括的压电式振动装置是由四片相同的长片换能器和四片相同的短片换能器分别沿周向以90度夹角中心对称排列，四片长片换能器和四片短片换能器形成两个上下排列的换能器阵列，相同角度位置的每片长片换能器和短片换能器在长度方向上并行排列。之所以采用长片和短片换能器同时使用，是由于单一尺寸的压电陶瓷三叠片换能器往往工作频率带宽有限，且由于压电陶瓷材料本身应变小的不足，很难在低频时达到大的振幅，因而较难提高低频的辐射性能。

虽然同时采用长片和短片换能器可以通过不同模式叠加来实现整个工作频带的拓宽，但是结构装置的空间纵向尺寸上往往比较难缩减，不利于实现井下测量对仪器尺寸的要求。此外，由于现有技术中同一排上有四片换能器且换能器分别沿周向以90度夹角中心对称排列，且固定于骨架上，该压电式振动装置的辐射面只能是该四片换能器，因此对于套置在该压电式振动装置外的外壳，其开窗角度的局限，在高频时，易产生六极子信号，从而干扰了偶极子信号。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种压电式振动装置，该压电式振动装置纵向尺寸较小，更有利于在井中作业，且对于套置在该压电式振动装置外的外壳上的开窗角度可大于传统方式，从而减少六极子信号。

本发明实施例提供一种压电式振动装置，该装置包括：壳体、端盖子、内置凸台、压电陶瓷换能器、单芯塞子和支撑弹簧；

其中，所述壳体的两端分别与一端盖子紧固连接形成腔体空间，端盖子内表面与内置凸台紧固连接；

至少一个压电陶瓷换能器的两端分别钳定于内置凸台上，压电陶瓷换能器引出的正负极导线分别与两个单芯塞子相连，所述两个单芯塞子固定于壳体一端的端盖子上；

两个支撑弹簧分别与两个端盖子的外表面相固定。

进一步地，所述压电陶瓷换能器为多个时，多个所述压电陶瓷换能器互相平行排列。

进一步地，所述压电陶瓷换能器包括一个基片和至少一个压电陶瓷片。

进一步地，所述压电陶瓷换能器包括一个基片和两个压电陶瓷片；所述两个压电陶瓷片分别与所述基片的两个表面粘接；所述两个压电陶瓷片外表面上分别引出两根导线短接作为正电极，所述两个压电陶瓷片与基片粘接的表面上分别引出两根导线短接作为负电极。进一步地，所述压电陶瓷片采用锆钛酸铅系列材料制成，所述基片采用铝、铜等金属材料制成。

进一步地，所述壳体作为所述装置的辐射面，所述壳体具体为圆柱形壳体，所述圆柱形壳体的直径范围为[50,100]mm。

进一步地，所述腔体空间充满气体或液体。

进一步地，将两个所述压电式振动装置上下垂直90度放置，用于测量XY正交方向的横波信号。

进一步地，将多个所述压电式振动装置由上而下依次排列，根据匹配的不同强度和相位的激发信号，用于输出相控阵方式的偶极子声源。

通过上述方案，该压电式振动装置的至少一个所述压电陶瓷换能器的两端分别钳定于所述内置凸台上，也就是说，该压电式振动装置内只有一排压电陶瓷换能器，因此可以减小压电式振动装置的纵向尺寸，有利于井中作业。另外，该压电式振动装置以壳体作为辐射面，辐射面范围更大，因此对于套置在该压电式振动装置外的外壳上的开窗角度可大于传统方式，从而减少六极子信号。

附图说明

图1为本发明实施例提供的压电式振动装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的压电陶瓷换能器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1对本发明实施例提供的压电式振动装置进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的压电式振动装置包括：壳体1、端盖子2、内置凸台3、压电陶瓷换能器4、单芯塞子5和支撑弹簧6。